JP2014050236A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、鉄心ブロックの径方向位置を隣り合う鉄心ブロックで相互に規制して、円環状に組み上げられた電機子鉄心のティースの内径面の真円度を高め、トルク脈動の発生を抑制できる回転電機を得る。
【解決手段】電機子鉄心１１は、円弧状のコアバック部１２ａ、およびコアバック部１２ａの内周壁面から径方向内方に延設されたティース１２ｂを有する複数の鉄心ブロック１２を、コアバック部１２ａの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列して構成され、嵌合凸部１５と嵌合凹部１６との嵌合部が、コアバック部１２ａの周方向の側面同士の突き合わせ部に形成されて、周方向に隣り合う鉄心ブロック１２の径方向位置を規制している。
【選択図】図２４

Description

この発明は、例えば電動機や発電機などの回転電機に関し、特に電機子鉄心の構造に関するものである。

近年、電動機や発電機などの回転電機において、小型高出力、および高品質が求められている。この種の回転電機を小型化するに当たり、有効な磁束を発生しないコイルエンドを小型化する観点から、導体線を電機子鉄心のティースのそれぞれに巻回した集中巻の電機子巻線を用いられていた。しかしながら、トルク脈動が抑えられ、高出力化が可能な分布巻構造の電機子巻線を用いた電機子が要望されている。さらに、磁石価格の高騰により、磁石を用いない誘導機の要求も高まっており、より高効率の分布巻の電機子巻線を用いた電機子が求められている。

ここでは、導体線を１つのティースに巻回して構成された集中巻の巻線に対し、導体線を２スロット以上離れたスロットに巻回して構成された巻線を分布巻の巻線とする。つまり、分布巻の巻線は、１のスロットから延出した導体線が連続する２本以上のティースをまたいで他のスロットに入るように巻回されている。

特許文献１に記載された従来の回転電機では、矩形導体線を複数回巻き回してコイル状に形成された亀甲形の巻線コイルを、周方向に連続する６本のティースの両側に位置するスロット対のそれぞれに収納して、分布巻の電機子巻線を構成していた。そして、巻線コイルの両端の略頭頂部に、ねじれを伴わずにクランク形状を形成して、回転電機の軸方向の拡大を抑制し、小型化を実現していた。

特開２００８−１０４２９３号公報

特許文献１では、円環状の電機子鉄心の内径側から、周方向に連続する６本のティースの両側に位置するスロット対のそれぞれに、亀甲形の巻線コイルを１つずつ挿入している。そこで、巻線コイルを１スロットピッチでスロット対に順次挿入していき、最後の６つの巻線コイルをスロット対に挿入しようとすると、先に挿入されている巻線コイルが邪魔となり、スロット対に挿入できなくなる。しかしながら、特許文献１には、最後の６つの巻線コイルのスロット対への挿入方法について、具体的に記載されていない。

このような状況に鑑み、本出願人は、亀甲形の巻線体を円環状に配列して巻線アセンブリを作製し、かつ円環状の電機子鉄心を円弧状のコアバック部とティースを有する多数個の鉄心ブロックに分割構成し、鉄心ブロックをその巻線アッセンブリに外径側から装着して円環状に組み上げることで、結果的に亀甲形の巻線体を円環状の電機子鉄心に１スロットピッチで周方向に配列した状態に装着できることを見出した。そして、本出願人は、鉄心ブロックの径方向位置を隣り合う鉄心ブロックで相互に規制することにより、鉄心ブロックを円環状に組み上げて構成される電機子鉄心のティースの内径面の真円度を高めることができ、トルク脈動の発生を抑制できることに着眼し、本発明を発明するに至った。

この発明は、鉄心ブロックの径方向位置を隣り合う鉄心ブロックで相互に規制して、円環状に組み上げられた電機子鉄心のティースの内径面の真円度を高め、トルク脈動の発生を抑制できる回転電機を得ることを目的とする。

この発明による回転電機は、電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有し、上記電機子巻線は、それぞれ、導体線を螺旋状にｍ回（但し、ｍは２以上の自然数）巻回して構成された、各列にｍ本並んで２列に配列された直線部、および列間で該直線部の端部間を連結するコイルエンドを有する複数の巻線体を備え、上記複数の巻線体は、それぞれ、２列に配列された上記直線部の各列を上記電機子鉄心の周方向に連続する複数本のティースの両側に位置するスロット対に収納されて、周方向に１スロットピッチで配列され、上記スロットのそれぞれに、２つの上記巻線体の２ｍ本の上記直線部が径方向に１列に配列して収納されている。上記電機子鉄心は、円弧状のコアバック部、および該コアバック部の内周壁面から径方向内方に延設されたティースを有する複数の鉄心ブロックを、該コアバック部の周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列して構成され、嵌合凸部と嵌合凹部との嵌合部が、上記コアバック部の周方向の側面同士の突き合わせ部に形成されて、周方向に隣り合う上記鉄心ブロックの径方向位置を規制している。

この発明によれば、コアバック部の周方向の側面同士の突き合わせ部に形成された嵌合凸部と嵌合凹部との嵌合により、周方向に隣り合う鉄心ブロックの径方向位置が規制されるので、電機子鉄心のティースの内径面の真円度が高められ、トルク脈動の発生が抑制される。

この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す片側断面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の要部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される電機子を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される電機子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される電機子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す上面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における鉄心ブロックを構成する鉄心片の製造方法を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される電機子の電機子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す正面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す側面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を正面斜め上方から見た斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順を説明する模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順を説明する模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順を説明する模式図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における２つの巻線体が１つのスロットを共有して電機子鉄心に装着された状態を軸方向一端側から見た要部端面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における３つの巻線体が電機子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して装着された状態を軸方向一端側から見た展開図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における３つの巻線体が電機子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して装着された状態を径方向外方から見た展開図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子を軸方向他端側から見た端面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線の結線図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機に適用される電機子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機における鉄心ブロックを構成する鉄心片の製造方法を説明する図である。 この発明の実施の形態３に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態３に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態４に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態４に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態４に係る回転電機における電機子の要部を内径側から見た模式図である。 この発明の実施の形態５に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態５に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態５に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図である。 この発明の実施の形態５に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図である。

以下、本発明による回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機を示す片側断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の要部を示す斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される電機子を示す斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される電機子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される電機子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す上面図、図６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における鉄心ブロックを構成する鉄心片の製造方法を説明する図、図７はこの発明の実施の形態１に係る回転電機に適用される電機子の電機子巻線を構成する巻線アッセンブリを示す斜視図、図８はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す斜視図、図９はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す正面図、図１０はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を示す側面図、図１１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを構成する巻線体を正面斜め上方から見た斜視図である。

図１および図２において、回転電機１００は、有底円筒状のフレーム２およびフレーム２の開口を塞口する端板３を有するハウジング１と、フレーム２の円筒部に内嵌状態に固着された電機子１０と、フレーム２の底部および端板３にベアリング４を介して回転可能に支持された回転軸６に固着されて、電機子１０の内周側に回転可能に配設された回転子５と、を備えている。

回転子５は、軸心位置に挿通された回転軸６に固着された回転子鉄心７と、回転子鉄心７の外周面側に埋設されて周方向に所定のピッチで配列され、磁極を構成する永久磁石８と、を備えた永久磁石型回転子である。なお、回転子５は、永久磁石式回転子に限定されず、絶縁しない回転子導体を、回転子鉄心のスロットに収納して、両側を短絡環で短絡したかご形回転子や、絶縁した導体線を回転子鉄心のスロットに装着した巻線形回転子を用いてもよい。

つぎに、電機子１０の構成について具体的に図３乃至図９を参照しつつ説明する。

電機子１０は、図３に示されるように、電機子鉄心１１と、電機子鉄心１１に装着された電機子巻線２０と、を備えている。ここで、説明の便宜上、回転子５の極数ｐを８、電機子鉄心１１のスロット数Ｓを４８個、電機子巻線２０を三相巻線とする。すなわち、スロット１３は、毎極毎相当たり２個の割合で電機子鉄心１１に形成されている。なお、毎極毎相当たりのスロット数ｑは２となる。

鉄心ブロック１２は、円環状の電機子鉄心１１を周方向に４８等分割したもので、図４に示されるように、所定枚数の鉄心片１４を積層一体化して作製され、断面円弧形のコアバック部１２ａと、コアバック部１２ａの内周壁面から径方向内方に延設されたティース１２ｂと、を備えている。さらに、嵌合凸部１５がコアバック部１２ａの周方向一側の側面に突設されて軸方向に延設され、嵌合凹部１６がコアバック部１２ａの周方向他側の側面に凹設されて軸方向に延設されている。そして、図５に示されるように、鉄心ブロック１２のティース１２ｂの幅方向中央と電機子鉄心１１の軸心Ｏとを通る中心線Ａとコアバック部１２ａの幅方向一端部との間の最長距離Ｌ１と、中心線Ａとコアバック部１２ａの幅方向他端部との間の最長距離Ｌ２とが等しくなるように、嵌合凸部１５および嵌合凹部１６の形状を決定している。

電機子鉄心１１は、ティース１２ｂを径方向内方に向けて、コアバック部１２ａの周方向の側面同士を突き合わせて、４８個の鉄心ブロック１２を周方向に配列、一体化して、円環状に構成されている。このとき、周方向に隣り合う鉄心ブロック１２は、嵌合凸部１５と嵌合凹部１６とを嵌合させ、互いに径方向位置を規制するようになっている。また、周方向に隣り合う鉄心ブロック１２により構成されるスロット１３が、内周側に開口するように、周方向に等角ピッチで配列されている。ティース１２ｂは周方向幅が径方向内方に向って漸次狭くなる先細り形状に形成されており、スロット１３の断面は長方形となっている。

鉄心片１４は、図６に示されるように、例えば、順送プレス加工により電磁鋼板の帯状材から２列となって所定ピッチで打ち抜かれて作製される。

電機子巻線２０は、図３に示されるように、電機子鉄心１１に装着された巻線アッセンブリ２１に所定の結線処理が施されて構成される。巻線アッセンブリ２１は、図７に示されるように、連続する６本のティース１２ｂの両側に位置するスロット１３の対に収納される巻線体２２を１スロットピッチで周方向に配列して構成される。後述する巻線端２２ｇが、それぞれ軸方向に延出して、巻線アッセンブリ２１の内径側に１スロットピッチで周方向に配列されている。また、後述する巻線端２２ｈが、それぞれ、軸方向に巻線端２２ｇと同じ方向に延出して、巻線アッセンブリ２１の外径側に１スロットピッチで周方向に配列されている。

巻線体２２は、図８乃至図１１に示されるように、例えば、エナメル樹脂で絶縁被覆された、かつ接続部のない連続した銅線やアルミニウム線などからなる長方形断面の導体線を、長方形断面の長辺で構成される平面が相対し、かつ相対する当該平面間に長方形断面の短辺長さに略等しい隙間ｄを確保して、略六角形で螺旋状に４回巻かれて構成された亀甲形コイルである。巻線体２２は、例えば、導体線をエッジワイズ巻きに螺旋状に４回巻き回して筒状のコイル体を作製し、その後コイル体をコイル成形機により略六角形に成形されて作製される。また、巻線体２２は、折り曲げ加工により、導体線を略六角形に曲げつつ、螺旋状に巻いて作製してもよい。

巻線体２２は、６スロット角度間隔離れて２列となった、各列に隙間ｄをあけて、長方形断面の短辺方向に４本ずつ配列された第１および第２直線部２２ａ，２２ｂと、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間で、長さ方向の一端同士と他端同士とを交互に連結する第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄと、を備えている。なお、６スロット角度間隔とは、連続する６つのティース１２ｂの両側のスロット１３のスロット中心間の間隔であり、１磁極ピッチに相当する。

第１コイルエンド２２ｃは、一方の列の第１直線部２２ａの一端から所定の傾斜で他方の列の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の中央部（第１頂部２２ｅ）で略直角に曲げられて第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの配列方向に隙間ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて所定の傾斜で他方の列の第２直線部２２ｂ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、他方の列の第２直線部２２ｂの一端に接続されている。

同様に、第２コイルエンド２２ｄは、他方の列の第２直線部２２ｂの他端から所定の傾斜で一方の列の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向外方に延出し、第１および第２直線部２２ａ，２２２ｂの列間の中央部（第２頂部２２ｆ）で略直角に曲げられて第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの配列方向に隙間ｄだけ変位し、その後略直角に曲げられて所定の傾斜で一方の列の第１直線部２２ａ側に、かつ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向内方に延出し、一方の列の第１直線部２２ａの他端に接続されている。

このように構成された巻線体２２においては、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂ、および第１および第２コイルエンド２２ｃ，２２ｄは、それぞれ、導体線の長方形断面の長辺で構成される平面を相対させ、導体線の長方形断面の短辺方向に、短辺長さの略２倍（２ｄ）のピッチで配列されている。また、第１頂部２２ｅおよび第２頂部２２ｆを介して接続された第１直線部２２ａと第２直線部２２ｂは、配列方向に隙間ｄだけずれている。また、巻線体２２は、一方の列の配列方向の一端に位置する第１直線部２２ａの他端から長さ方向に延出する巻線端２２ｇと、他方の列の配列方向の他端に位置する第２直線部２２ｂの他端から長さ方向に延出する巻線端２２ｈと、を備える。つまり、巻線端２２ｇ，２２ｈは、巻線体２２の他端側の対角位置から、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの長さ方向に、かつ同じ方向に延出している。

つぎに、巻線アッセンブリ２１の組み立て方法について図１２乃至図２１を参照しつつ説明する。図１２乃至図１８はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法を説明する斜視図、図１９乃至図２１はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリの組み立て方法における４８番目の巻線体を組み込む手順を説明する模式図である。

まず、導体線を螺旋状に４ターン巻回して巻線体２２を作製する。ここで、説明の便宜上、巻線体２２を組み付け順に巻線体２２_１、巻線体２２_２、巻線体２２_３・・・巻線体２２_４７、巻線体２２_４８とする。

そして、図１２に示されるように、１番目および２番目の巻線体２２_１，２２_２を軸方向高さ位置を揃えて周方向に隣接させる。ついで、図１３に示されるように、２番目の巻線体２２_２の第１直線部２２ａを、１番目の巻線体２２_１の隙間ｄを有する第２直線部２２ｂ間に差し込む。ついで、２番目の巻線体２２_２の第１直線部２２ａが、１番目の巻線体２２_１の第１直線部２２ａから１スロットピッチ（１スロット間の角度）離間した位置となるまで、２番目の巻線体２２_２を周方向に移動させる。これにより、２つの巻線体２２_１，２２_２が、図１４に示されるように、組み立てられる。２つの巻線体２２_１，２２_２の組立体は、巻線体２２_２の導体線が巻線体２２_１の導体線間の隙間に入り込み、径方向に重なり合い、剛性が高まる。

ついで、図１５に示されるように、３番目の巻線体２２_３を巻線体２２_１，２２_２の組立体に軸方向高さ位置を揃えて周方向に隣接させる。ついで、図１６に示されるように、３番目の巻線体２２_３の第１直線部２２ａを、巻線体２２_１，２２_２の第２直線部２２ｂ間に差し込む。ついで、３番目の巻線体２２_３の第１直線部２２ａが、２番目の巻線体２２_２の第１直線部２２ａから１スロットピッチ離間した位置となるまで、３番目の巻線体２２_３を周方向に移動させる。これにより、３つの巻線体２２_１，２２_２，２２_３が、図１７に示されるように、組み立てられる。同様にして、８つの巻線体２２_１，２２_２，２２_３・・・２２_８が、図１８に示されるように、組み立てられる。

さらに、巻線体２２を順次、軸方向高さ位置を揃え、周方向に移動させて、４７番目の巻線体２２_４７まで組み上げる。４７個の巻線体２２_１〜２２_４７が組み上げられた組立体２３は、拡径されて、図１９に示されるように、１番目の巻線体２２_１と４７番目の巻線体２２_４７との間を４８番目の巻線体２２_４８の周方向幅より広げたＣ字状に成形される。
ついで、図２０に示されるように、４８番目の巻線体２２_４８を４７番目の巻線体２２_４７側に組み付ける。さらに、図２１に示されるように、Ｃ字状の組立体２３の開口を閉じ、１番目の巻線体２２_１と４８番目の巻線体２２_４８とを組み付け、図７に示される円環状の巻線アッセンブリ２１が組み立てられる。

このように組み立てられた巻線アッセンブリ２１では、径方向に１列に並んだ８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、１スロットピッチで周方向に４８列配列される。各列の８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂは、１つの巻線体２２の第１直線部２２ａと、もう１つの巻線体２２の第２直線部２２ｂとにより構成される。

つぎに、巻線アッセンブリ２１の電機子鉄心１１への装着方法について図２２乃至図２７を参照しつつ説明する。図２２乃至図２４はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図であり、図２２は巻線アッセンブリの装着前の状態を示し、図２３は巻線アッセンブリの装着途中の状態を示し、図２４は巻線アッセンブリの装着後の状態を示している。図２５はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における２つの巻線体が１つのスロットを共有して電機子鉄心に装着された状態を軸方向一端側から見た要部端面図、図２６はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における３つの巻線体が電機子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して装着された状態を軸方向一端側から見た展開図、図２７はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における３つの巻線体が電機子鉄心の同一スロット群に周方向に連続して装着された状態を径方向外方から見た展開図である。なお、図２２乃至図２４は、便宜上、巻線アッセンブリ２１は第１および第２直線部２２ａ，２２ｂのみで表されている。また、図２６では、便宜上、コイルエンドを直線的に示している。

まず、巻線アッセンブリ２１の巻線体２２のそれぞれを径方向外方に少し動かして、巻線アッセンブリ２１の外径を最終外径（電機子鉄心１１に組み込まれた巻線アッセンブリ２１の外径）より大きくする。これにより、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の間隔が広がる。

ついで、４８個の鉄心ブロック１２が、図２２に示されるように、ティース１２ｂのそれぞれを、巻線アッセンブリ２１の隣り合う第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の径方向外方に位置させるように、周方向に略等角ピッチで配列される。ついで、周方向に配列された鉄心ブロック１２を、同時に径方向内方に移動させる。これにより、鉄心ブロック１２のティース１２ｂのそれぞれが、図２３に示されるように、隣り合う第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に挿入される。

そして、周方向に配列された鉄心ブロック１２をさらに内径側に移動させると、各列の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが先細り状のティース１２ｂにより１列に並ぶように移動する。これにより、巻線アッセンブリ２１が縮径し、巻線アッセンブリ２１の最外径に位置する第２直線部２２ｂが隣り合う鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａに当接する。さらに、周方向に配列された鉄心ブロック１２をさらに内径側に移動させると、隣り合う鉄心ブロック１２の周方向の側面同士が突き合わされて、鉄心ブロック１２の径方向内方への移動が阻止される。そして、４８個の鉄心ブロック１２が、コアバック部１２ａの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列し、電機子鉄心１１を構成する。

これにより、巻線アッセンブリ２１が、図２４に示されるように、円環状の電機子鉄心１１に装着される。つまり、４８個の巻線体２２が、それぞれ、４本の第１直線部２２ａと４本の第２直線部２２ｂを、周方向に連続する６本のティース１２ｂの両側に位置するスロット１３の対に収納されて、１スロットピッチで周方向に配列されている。各スロット１３内には、８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、長方形断面の長辺を周方向に向けて、径方向に１列に整列されて並んで収納される。隣り合う鉄心ブロック１２の嵌合凸部１５と嵌合凹部１６とが嵌合し、互いに径方向位置を規制している。

ここで、電機子鉄心１１に装着された巻線アッセンブリ２１においては、２つの巻線体２２が、図２５乃至図２７に示されるように、１つのスロット１３を共有して、それぞれ、周方向に連続する６本のティース１２ｂの両側に位置するスロット１３の対に巻装されている。

１つの巻線体２２に着目すれば、一方のスロット１３のスロット開口側から第１層の第１直線部２２ａから軸方向一端側に延出した第１コイルエンド２２ｃは、傾斜角度θで周方向に他方のスロット１３側に延び、第１頂部２２ｅで径方向外方に隙間ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に他方のスロット１３側に延び、他方のスロット１３のスロット開口側から第２層の第２直線部２２ｂに連結されている。ついで、他方のスロット１３のスロット開口側から第２層の第２直線部２２ｂから軸方向他端側に延出した第２コイルエンド２２ｄは、傾斜角度θで周方向に一方のスロット１３側に延び、第２頂部２２ｆで径方向外方に隙間ｄだけシフトされ、その後逆向きの傾斜角度θで周方向に一方のスロット１３側に延び、一方のスロット１３のスロット開口側から第３層の第１直線部２２ａに連結されている。ここで、径方向とはスロット深さ方向に相当する。

このように、一方のスロット１３の第１層、第３層、第５層および第７層の第１直線部２２ａと他方のスロット１３の第２層、第４層、第６層および第８層の第２直線部２２ｂとが、それぞれ、第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄにより螺旋状に連結されている。第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの端部から第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆに至る傾斜部は、軸方向から見て、略円弧状に形成されている。そして、２つの巻線体２２が共有するスロット１３には、２つの巻線体２２の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、導体線の長方形断面の長辺を周方向に向けて、径方向に１列に交互に並んで、収納されている。

この実施の形態１では、巻線体２２が、第１および第２コイルエンド２２ｃ、２２ｄを第１および第２頂部２２ｅ，２２ｆで径方向に第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの径方向寸法に略等しい隙間ｄだけシフトするように構成されている。そこで、１つの巻線体２２を、他の１つの巻線体２２に、軸方向の高さ位置を合わせて、他の１つの巻線体２２側に周方向に移動させることで、干渉無く組み付けることができ、巻線アッセンブリ２１の組立性を向上することができる。

また、４８個の巻線体２２を周方向に１スロットピッチで配列させて巻線アッセンブリ２１を組み立て、鉄心ブロック１２のティース１２ｂを巻線アッセンブリ２１の外径側から第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に差し込んで、電機子１０を組み立てているので、亀甲形の巻線体２２を円環状の電機子鉄心に１スロットピッチで周方向に配列した状態に簡易に装着できる。

鉄心ブロック１２のティース１２ｂを巻線アッセンブリ２１の外径側から第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に差し込む工程に先立って、巻線アッセンブリ２１の外径を拡径している。そこで、鉄心ブロック１２の巻線アッセンブリ２１への装着が簡易となり、電機子１０の組立作業性が高められる。

また、先細り状のティース１２ｂを第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間のそれぞれに外径側から挿入して径方向内方に移動させる。そこで、径方向に不揃いに並んでいる第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、隣り合う鉄心ブロック１２のティース１２ｂの間隔が狭まる動きにより１列に整列される。

さらに、巻線アッセンブリ２１の最外径に位置する第２直線部２２ｂが隣り合う鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａに当接してから、隣り合う鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａの側面同士が突き合わされるまでの鉄心ブロック１２の移動力が、最外径に位置する第２直線部２２ｂを径方向内方に押し込むように作用する。これにより、巻線アッセンブリ２１が縮径され、径方向に整列された第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの相互間の隙間が、鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａの内径側への移動により、縮小され、あるいはなくなる。そこで、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、スロット１３内に高密度に収納され、導体線の占積率が高められる。

また、スロット１３内の導体線と鉄心ブロック１２とが接しており、通電時に発熱体となる巻線アッセンブリ２１から電機子鉄心１１への伝熱性能を向上させることができる。そこで、巻線アッセンブリ２１の温度上昇が抑制され、電気抵抗の増加が抑制される。
また、鉄心ブロック１２は隣り合うティース１２ｂ間の間隔が徐々に狭まるように挿入されるので、電機子巻線２０と鉄心ブロック１２との接触面での摺動が抑えられ、導体線の絶縁被膜の損傷を防止することができる。

つぎに、巻線アッセンブリ２１の結線方法について図２８および図２９を参照しつつ説明する。図２８はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子を軸方向他端側から見た端面図、図２９はこの発明の実施の形態１に係る回転電機における電機子巻線の結線図である。

なお、図２８中、１，７，１３・・・、４３はスロット１３に周方向に順にふったスロット番号である。Ｕ１−１Ａ，Ｕ１−２Ａ・・・Ｕ１−８ＡおよびＵ１−１Ｂ，Ｕ１−２Ｂ・・・Ｕ１−８Ｂは、スロット番号（１＋６ｎ）（但し、ｎは０を含む自然数）のスロット１３の群に装着されたＵ１相を構成する巻線体２２の巻線端であり、Ｕ２−１Ａ，Ｕ２−２Ａ・・・Ｕ２−８Ａ，Ｕ２−２ＡおよびＵ２−１Ｂ，Ｕ２−２Ｂ・・・Ｕ２−８Ｂはスロット番号（２＋６ｎ）のスロット１３の群に装着されたＵ２相を構成する巻線体２２の巻線端である。

また、巻線体２２がスロット番号（３＋６ｎ）のスロット群に装着され、Ｖ１相を構成し、巻線体２２がスロット番号（４＋６ｎ）のスロット群に装着され、Ｖ２相を構成する。巻線体２２がスロット番号（５＋６ｎ）のスロット群に装着され、Ｗ１相を構成し、巻線体２２がスロット番号（６＋６ｎ）のスロット群に装着され、Ｗ２相を構成する。ここでは、説明の便宜上、Ｖ１−１Ａ，Ｖ１−２Ａ，Ｖ１−１Ｂ，Ｖ１−２Ｂ（Ｖ１相を構成する巻線体２２の巻線端）、Ｖ２−１Ａ，Ｖ２−２Ａ，Ｖ２−１Ｂ，Ｖ２−２Ｂ（Ｖ２相を構成する巻線体２２の巻線端）、Ｗ１−１Ａ，Ｗ１−２Ａ，Ｗ１−１Ｂ，Ｗ１−２Ｂ（Ｗ１相を構成する巻線体２２の巻線端）、Ｗ２−１Ａ，Ｗ２−２Ａ，Ｗ２−１Ｂ，Ｗ２−２Ｂ（Ｗ２相を構成する巻線体２２の巻線端）のみを示している。

まず、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＵ１−１ＢとＵ１−３Ａ、Ｕ１−３ＢとＵ１−５Ａ、およびＵ１−５ＢとＵ１−７Ａを溶接などにより接合し、Ｕ１相の中の４本の巻線体２２を直列に接続する。そして、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＵ１−２ＢとＵ１−４Ａ、Ｕ１−４ＢとＵ１−６Ａ、Ｕ１−６ＢとＵ１−８Ａを溶接などにより接合し、Ｕ１相の残りの４本の巻線体２２を直列に接続する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＵ２−１ＢとＵ２−３Ａ、Ｕ２−３ＢとＵ２−５Ａ、Ｕ２−５ＢとＵ２−７Ａを溶接などにより接合し、Ｕ２相の中の４本の巻線体２２を直列に接続する。そして、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＵ２−２ＢとＵ２−４Ａ、Ｕ２−４ＢとＵ２−６Ａ、Ｕ２−６ＢとＵ２−８Ａを溶接などにより接合し、Ｕ２相の残りの４本の巻線体２２を直列に接続する。

ついで、Ｕ２−１ＡとＵ２−２Ａを溶接などにより接合し、Ｕ１−８ＢとＵ２−８Ｂ、およびＵ２−７ＢとＵ１−８Ｂを溶接などにより接合する。これにより、Ｕ１相とＵ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＵ相巻線が得られる。

ついで、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＶ１−１ＢとＶ１−３Ａ、Ｖ１−３ＢとＶ１−５Ａ、およびＶ１−５ＢとＶ１−７Ａを溶接などにより接合し、Ｖ１相の中の４本の巻線体２２を直列に接続する。そして、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＶ１−２ＢとＶ１−４Ａ、Ｖ１−４ＢとＶ１−６Ａ、Ｖ１−６ＢとＶ１−８Ａを溶接などにより接合し、Ｖ１相の残りの４本の巻線体２２を直列に接続する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＶ２−１ＢとＶ２−３Ａ、Ｖ２−３ＢとＶ２−５Ａ、Ｖ２−５ＢとＶ２−７Ａを溶接などにより接合し、Ｖ２相の中の４本の巻線体２２を直列に接続する。そして、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＶ２−２ＢとＶ２−４Ａ、Ｖ２−４ＢとＶ２−６Ａ、Ｖ２−６ＢとＶ２−８Ａを溶接などにより接合し、Ｖ２相の残りの４本の巻線体２２を直列に接続する。

ついで、Ｖ２−１ＡとＶ２−２Ａを溶接などにより接合し、Ｖ１−８ＢとＶ２−８Ｂ、およびＶ２−７ＢとＶ１−８Ｂを溶接などにより接合する。これにより、Ｖ１相とＶ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＶ相巻線が得られる。

ついで、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＷ１−１ＢとＷ１−３Ａ、Ｗ１−３ＢとＷ１−５Ａ、およびＷ１−５ＢとＷ１−７Ａを溶接などにより接合し、Ｗ１相の中の４本の巻線体２２を直列に接続する。そして、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＷ１−２ＢとＷ１−４Ａ、Ｗ１−４ＢとＷ１−６Ａ、Ｗ１−６ＢとＷ１−８Ａを溶接などにより接合し、Ｗ１相の残りの４本の巻線体２２を直列に接続する。同様に、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＷ２−１ＢとＷ２−３Ａ、Ｗ２−３ＢとＷ２−５Ａ、Ｗ２−５ＢとＷ２−７Ａを溶接などにより接合し、Ｗ２相の中の４本の巻線体２２を直列に接続する。そして、電気角で３６０°離れた巻線体２２のＷ２−２ＢとＷ２−４Ａ、Ｗ２−４ＢとＷ２−６Ａ、Ｗ２−６ＢとＷ２−８Ａを溶接などにより接合し、Ｗ２相の残りの４本の巻線体２２を直列に接続する。

ついで、Ｗ２−１ＡとＷ２−２Ａを溶接などにより接合し、Ｗ１−８ＢとＷ２−８Ｂ、およびＷ２−７ＢとＷ１−８Ｂを溶接などにより接合する。これにより、Ｗ１相とＷ２相を構成する１６本の巻線体２２を直列に接続したＷ相巻線が得られる。

さらに、Ｕ１−２ＡとＶ１−２ＡとＷ１−２Ａとを溶接などにより接合する。これにより、１６本の巻線体２２を直列に接続したＵ相巻線と、１６本の巻線体２２を直列に接続したＶ相巻線と、１６本の巻線体２２を直列に接続したＷ相巻線とをＹ結線して構成される電機子巻線２０が得られる。この電機子巻線２０は、全節巻きの分布巻きの３相交流巻線となる。
なお、巻線体２２の第１および第２巻線端２２ｇ、２２ｈの溶接部間の絶縁については、何ら記載していないが、例えば、溶接部に電気絶縁性樹脂を塗布すればよい。

このように結線された電機子巻線２０を用いた回転電機１００は、電機子巻線２０に所定の交流電力を給電することで、８極、４８スロットのインナーロータ型の３相モータとして動作する。

この実施の形態１によれば、電機子鉄心１１が、円弧状のコアバック部１２ａ、ティース１２ｂ、コアバック部１２ａの周方向一側の側面に形成された嵌合凸部１５、およびコアバック部１２ａの周方向他側の側面に形成された嵌合凹部１６を有する鉄心ブロック１２を、コアバック部１２ａの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列して構成されている。そして、隣り合う鉄心ブロック１２は、嵌合凸部１５と嵌合凹部１６を嵌合させて、互いに径方向位置を規制されている。そこで、コアバック部１２ａの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列された鉄心ブロック１２のティース１２ｂの先端面で構成される電機子鉄心１１の内径の真円度が高められ、トルク脈動の発生を抑制できる。

なお、上記実施の形態１では、嵌合凸部１５がコアバック部１２ａの一方の側面に形成され、嵌合凹部１６がコアバック部１２ａの他方の側面に形成された鉄心ブロック１２を周方向に配列して電機子鉄心１１を構成するものとしているが、嵌合凸部１５がコアバック部の両側面に形成された鉄心ブロックと、嵌合凹部１６がコアバック部の両側面に形成された鉄心ブロックとを交互に周方向に配列して電機子鉄心を構成してもよい。

また、上記実施の形態１では、１つの嵌合凸部１５がコアバック部１２ａの一方の側面に形成され、１つの嵌合凹部１６がコアバック部１２ａの他方の側面に形成されているものとしているが、コアバック部１２ａの各側面に形成される嵌合凸部１５および嵌合凹部１６の個数は１つに限定されず、例えば２つでもよい。
また、上記実施の形態１では、嵌合凸部１５がコアバック部１２ａの一方の側面に形成され、嵌合凹部１６がコアバック部１２ａの他方の側面に形成されているものとしているが、嵌合凸部１５と嵌合凹部１６の両方をコアバック部１２ａの各側面に形成してもよい。

実施の形態２．
図３０はこの発明の実施の形態２に係る回転電機に適用される電機子鉄心を構成する鉄心ブロックを示す斜視図、図３１はこの発明の実施の形態２に係る回転電機における鉄心ブロックを構成する鉄心片の製造方法を説明する図である。

図３０において、鉄心ブロック１２Ａは、積層される鉄心片１４の一部の鉄心片１４の表裏を逆さにして積層して作製されている。そして、嵌合凸部１５がコアバック部１２ａの周方向他側の側面に凹設されて軸方向に延設されている嵌合凹部１６の一部に突設されている。また、図示されていないが、嵌合凹部１６がコアバック部１２ａの周方向一側の側面に突設されて軸方向に延設されている嵌合凸部１５の一部に凹設されている。
なお、この実施の形態２は、鉄心ブロック１２に替えて鉄心ブロック１２Ａを用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態２によれば、隣り合う鉄心ブロック１２Ａが、嵌合凸部１５と嵌合凹部１６の嵌合により、互いに径方向位置および軸方向位置を規制される。そこで、コアバック部１２ａの側面同士を突き合わせて鉄心ブロック１２Ａを円環状に配列するだけで、鉄心ブロック１２Ａの径方向および軸方向の位置決めがなされるので、電機子の組立性が向上される。

ここで、鉄心ブロック１２Ａを順送プレス加工により作製する場合、図３１に示されるように、電磁鋼板の帯状材１７から嵌合凸部１５が右向きの鉄心片１４と嵌合凸部１５が左向きの鉄心片１４とを打ち分ける必要がある。このとき、順送ピッチｘは、（２Ｌ１＋ａ）又は（２Ｌ２＋ａ）となる。なお、ａは打ち抜きのために必要な離間距離である。そして、Ｌ１とＬ２とが異なる場合には、順送ピッチｘは（２Ｌ１＋ａ）および（２Ｌ２＋ａ）のうちの大きい値に設定されることになり、歩留まりが悪化する。この実施の形態２によれば、Ｌ１とＬ２を等しくしているので、順送ピッチｘが最小となり、歩留まりを高めることができる。

実施の形態３．
図３２および図３３はそれぞれこの発明の実施の形態３に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図であり、図３２は巻線アッセンブリの装着前の状態を示し、図３３は巻線アッセンブリの装着途中の状態を示している。なお、図３２および図３３では、便宜上、巻線アッセンブリ２１は第１および第２直線部２２ａ，２２ｂのみで表されている。

ここで、実施の形態３による巻線アッセンブリ２１を電機子鉄心１１に装着する方法について説明する。
まず、例えばポリイミドフィルムをメタ系アラミド繊維で挟み込んで作製された長方形のシートを曲げ成形してコ字状に形成された絶縁紙２５を用意する。この絶縁紙２５は、鉄心ブロック１２の軸方向長さ（電機子鉄心の軸方向長さ）より僅かに長い幅を有している。絶縁紙２５のコ字状の底部の長さは、巻線体２２の断面矩形の導体線の長辺長さに等しい。絶縁紙２５のコ字状の両側部の長さは、スロット深さに等しい。

ついで、絶縁紙２５のコ字状の底部を、接着剤などにより、巻線アッセンブリ２１の周方向に配列された各列の最外径に位置する第２直線部２２ｂの径方向外方の面に固着し、絶縁紙２５を巻線アッセンブリ２１に装着する。これにより、図３２に示されるように、絶縁紙２５が、両側部で、径方向に１列に配列されている８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂを挟み込むように、巻線アッセンブリ２１に装着される。

ついで、４８個の鉄心ブロック１２が、図３２に示されるように、ティース１２ｂのそれぞれを、巻線アッセンブリ２１の隣り合う第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の径方向外方に位置させるように、周方向に略等角ピッチで配列される。ついで、周方向に配列された鉄心ブロック１２を、同時に径方向内方に移動させる。これにより、鉄心ブロック１２のティース１２ｂのそれぞれが、図３３に示されるように、隣り合う第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に挿入される。

そして、周方向に配列された鉄心ブロック１２をさらに内径側に移動させると、絶縁紙２５の両側部が先細り状のティース１２ｂにより１列に並ぶ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂに接するように曲げられる。これにより、各列の不揃いの第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが１列に整列される。この鉄心ブロック１２の内径側の移動により、巻線アッセンブリ２１が縮径し、絶縁紙２５の底部が隣り合う鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａに当接する。さらに、周方向に配列された鉄心ブロック１２をさらに内径側に移動させると、隣り合う鉄心ブロック１２の周方向の側面同士が突き合わされて、鉄心ブロック１２の径方向内方への移動が阻止される。そして、４８個の鉄心ブロック１２が、コアバック部１２ａの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列し、電機子鉄心１１を構成する。

これにより、巻線アッセンブリ２１が、円環状の電機子鉄心１１に装着される。そして、各スロット１３内には、８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、長方形断面の長辺を周方向に向けて、径方向に１列に整列されて収納される。さらに、コ字状の絶縁紙２５が、スロット１３の内周面と、径方向に１列に整列された８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂとの間に介装される。また、隣り合う鉄心ブロック１２の嵌合凸部１５と嵌合凹部１６とが嵌合し、互いに径方向位置を規制している。

この実施の形態３においても、鉄心ブロック１２を用いているので、コアバック部１２ａの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列された鉄心ブロック１２のティース１２ｂの先端面で構成される電機子鉄心１１の内径の真円度が高められ、トルク脈動の発生を抑制できる。

この実施の形態３によれば、鉄心ブロック１２を巻線アッセンブリ２１に外径側から装着する工程に先立って、コ字状に形成された絶縁紙２５が、底部を各列の最外径に位置する第２直線部２２ｂに固着して、両側部で径方向に１列に並ぶ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂを挟むように、巻線アッセンブリ２１に装着されている。

そこで、鉄心ブロック１２を外径側から巻線アッセンブリ２１に挿入する際に、絶縁紙２５がガイドとなり、鉄心ブロック１２を巻線アッセンブリ２１にスムーズに挿入できる。つまり、鉄心ブロック１２の挿入過程での、ティース１２ｂの先端と径方向に不揃いに並んでいる第１および第２直線部２２ａ，２２ｂとの間の引っ掛かりが絶縁紙２５により回避される。また、鉄心ブロック１２と巻線アッセンブリ２１との直接的な接触が絶縁紙２５により回避される。そこで、巻線アッセンブリ２１の導体線の絶縁被膜の損傷の発生が抑制され、絶縁性能が高められる。さらに、絶縁紙２５を別部材で保持する必要がなく、電機子の組立工程を簡略化できる。

また、絶縁紙２５が、径方向に１列に整列された８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂとスロット１３の内周面との間に介装されているので、電機子鉄心と電機子巻線との間の絶縁が確実に確保される。
スロット１３内における巻線体２２間の電位差は、巻線体２２と電機子鉄心との間の電位差より小さい。そして、電位差の大きな巻線体２２と電機子鉄心との間の絶縁は、絶縁紙２５により確保される。そこで、巻線体２２を構成する導体線の絶縁被膜は、巻線体２２間の電位差に耐える厚さを有すればよく、絶縁被膜の厚さを薄くできる。したがって、絶縁被膜が薄くなる分、スロット１３内の導体寸法を大きくでき、電機子巻線の低抵抗化が図られる。

実施の形態４．
図３４および図３５はそれぞれこの発明の実施の形態４に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図であり、図３４は巻線アッセンブリの装着前の状態を示し、図３５は巻線アッセンブリの装着途中の状態を示している。図３６はこの発明の実施の形態４に係る回転電機における電機子の要部を内径側から見た模式図である。なお、図３４および図３５では、便宜上、巻線アッセンブリ２１は第１および第２直線部２２ａ，２２ｂのみで表されている。

ここで、実施の形態４による巻線アッセンブリ２１を電機子鉄心１１に装着する方法について説明する。
まず、４８個の鉄心ブロック１２を周方向の間隔を広げて円環状に配列する。そして、絶縁紙２５のコ字状の開口側を広げ、底部を隣り合う２つの鉄心ブロック１２の相対するコアバック部１２ａに向けて、両側部の延出端を、接着剤などにより、隣り合う２つの鉄心ブロック１２のティース１２ｂの相対する先端部に固着する。同様にして、絶縁紙２５を、隣り合う２つの鉄心ブロック１２の全てに装着する。ここで、２つの鉄心ブロック１２の間隔を狭めると、絶縁紙２５が２つの鉄心ブロック１２により画成される空間内に収納される。

ついで、絶縁紙２５が装着された４８個の鉄心ブロック１２の周方向の間隔を狭め、図３４に示されるように、ティース１２ｂのそれぞれを、巻線アッセンブリ２１の隣り合う第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間の径方向外方に位置させるように、鉄心ブロック１２を周方向に略等角ピッチで配列される。ついで、周方向に配列された鉄心ブロック１２を、同時に径方向内方に移動させる。これにより、鉄心ブロック１２のティース１２ｂのそれぞれが、図３５に示されるように、隣り合う第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間、すなわちコ字状の絶縁紙２５内に挿入される。

そして、周方向に配列された鉄心ブロック１２をさらに内径側に移動させると、絶縁紙２５の両側部が１列に並ぶ第１および第２直線部２２ａ，２２ｂに接するように狭められる。これにより、各列の不揃いの第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが１列に整列される。この鉄心ブロック１２の内径側の移動により、巻線アッセンブリ２１が縮径し、最外径に位置する第２直線部２２ｂが絶縁紙２５の底部を介して隣り合う鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａに当接する。さらに、周方向に配列された鉄心ブロック１２をさらに内径側に移動させると、隣り合う鉄心ブロック１２の周方向の側面同士が突き合わされて、鉄心ブロック１２の径方向内方への移動が阻止される。そして、４８個の鉄心ブロック１２が、コアバック部１２ａの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列し、電機子鉄心１１を構成する。

これにより、巻線アッセンブリ２１が、円環状の電機子鉄心１１に装着される。そして、各スロット１３内には、８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、長方形断面の長辺を周方向に向けて、径方向に１列に整列されて収納される。さらに、コ字状の絶縁紙２５が、スロット１３の内周面と、径方向に１列に整列された８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂとの間に介装される。また、隣り合う鉄心ブロック１２の嵌合凸部１５と嵌合凹部１６とが嵌合し、互いに径方向位置を規制している。

この実施の形態４においても、鉄心ブロック１２を用いているので、コアバック部１２ａの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列された鉄心ブロック１２のティース１２ｂの先端面で構成される電機子鉄心１１の内径の真円度が高められ、トルク脈動の発生を抑制できる。

この実施の形態４では、鉄心ブロック１２を巻線アッセンブリ２１に外径側から装着する工程に先立って、コ字状に形成された絶縁紙２５が、底部を隣り合う２つの鉄心ブロック１２のコアバック部１２ａに向けて、両側部の先端を隣り合う２つの鉄心ブロック１２のティース１２ｂの相対する先端部に固着して、周方向に環状に配列される４８個の鉄心ブロック１２に装着されている。

そこで、鉄心ブロック１２を外径側から巻線アッセンブリ２１に挿入する際に、鉄心ブロック１２と巻線アッセンブリ２１との直接的な接触が絶縁紙２５により回避される。そこで、巻線アッセンブリ２１の導体線の絶縁被膜の損傷の発生が抑制され、絶縁性能が高められる。さらに、絶縁紙２５を別部材で保持する必要がなく、電機子の組立工程を簡略化できる。

また、絶縁紙２５が、径方向に１列に整列された８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂとスロット１３の内周面との間に介装されているので、電機子鉄心と電機子巻線との間の絶縁が確実に確保される。そこで、上記実施の形態３と同様に、巻線体２２を構成する導体線の絶縁被膜の厚さを薄くできるので、絶縁被膜が薄くなる分、スロット１３内の導体寸法を大きくでき、電機子巻線の低抵抗化が図られる。

この実施の形態４においては、鉄心ブロック１２を巻線アッセンブリ２１に装着する工程に先立って、絶縁紙２５を鉄心ブロック１２に固着している。そこで、絶縁紙２５の鉄心ブロック１２への固着工程において、絶縁紙２５の鉄心ブロック１２からの軸方向の延出量を高精度に管理することができる。これにより、図３６に示されるように、電機子鉄心１１の軸方向両端における沿面距離ｌを確実に確保することができ、絶縁性能を高めることができる。

実施の形態５．
図３７乃至図４０はそれぞれこの発明の実施の形態５に係る回転電機における巻線アッセンブリを電機子鉄心に装着する方法を説明する図であり、図３７は巻線アッセンブリの装着前の状態を示し、図３８は巻線アッセンブリの装着途中の状態を示し、図３９は巻線アッセンブリの装着後の状態を示し、図４０は図３９の一部を拡大した状態を示している。なお、図３７乃至図４０では、便宜上、巻線アッセンブリ２１は第１および第２直線部２２ａ，２２ｂのみで表されている。

この実施の形態５では、鉄心ブロック１２に替えて、鉄心ブロック３１を用いている。
鉄心ブロック３１は、図４０に示されるように、断面円弧形のコアバック部３１ａと、コアバック部３１ａの内周壁面から周方向に所定距離離れてそれぞれ径方向内方に延設された２つのティース３１ｂと、を備えている。嵌合凸部３２がコアバック部３１ａの周方向一側の側面に突設されて軸方向に延設され、嵌合凹部３３がコアバック部３１ａの周方向他側の側面に凹設されて軸方向に延設されている。

ティース３１ｂは、周方向幅が径方向内方に向って漸次狭くなる先細り形状に形成されている。そこで、鉄心ブロック３１の２つのティース３１ｂにより画成される第１スロット３４ａの断面、およびコアバック部３１ａの側面同士を突き合わせて配列された２つの鉄心ブロック３１の相対するティース３１ｂにより画成される第２スロット３４ｂの断面は、長方形となっている。そして、第１スロット３４ａの周方向幅ｄ１は、第２スロット３４ｂの周方向幅ｄ２より広くなっている。

ここで、鉄心ブロック３１の巻線アッセンブリ２１への装着工程では、鉄心ブロック３１の内径側への移動により、隣り合う鉄心ブロック３１の相対するティース３１ｂ間の隙間が漸次縮小し、相対するティース３１ｂ間に絶縁紙２５および巻線体２２の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂを挟み込む。そこで、第２スロット３４ｂの周方向幅ｄ２は、巻線体２２の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの周方向寸法と、第２スロット３４ｂと第１および第２直線部２２ａ，２２ｂとの間に介装される絶縁紙２５の厚みと、から決められる。なお、絶縁紙２５が介装されない場合には、周方向幅ｄ２は、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの周方向寸法によって決められる。

一方、第１スロット３４ａの周方向幅ｄ１は、固定値であるので、周方向幅ｄ１が狭すぎると、鉄心ブロック３１の巻線アッセンブリ２１への挿入過程で、絶縁紙２５および第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが第１スロット３４ａ内に挿入できなくなる。そこで、絶縁紙２５および第１および第２直線部２２ａ，２２ｂを第１スロット３４ａ内に容易に挿入できるようにするためには、第１スロット３４ａの周方向幅ｄ１を第２スロット３４ｂの周方向幅ｄ２より２０μｍ以上大きくすることが望ましい。また、第１スロット３４ａの周方向幅ｄ１を大きくし過ぎると、導体の占積率が低下するとともに、巻線体２２から電機子鉄心３０への熱伝導性が悪化してしまう。そこで、導体の占積率の低下および巻線体２２から電機子鉄心３０への熱伝導性の悪化を抑制する観点から、第１スロット３４ａの周方向幅ｄ１と第２スロット３４ｂの周方向幅ｄ２との差を１００μｍ以下とすることが望ましい。このように、第１スロット３４ａの周方向幅ｄ１を、２０μｍ≦ｄ１−ｄ２≦１００μｍを満足するように設定することが望ましい。

つぎに、実施の形態５による巻線アッセンブリ２１を電機子鉄心３０に装着する方法について説明する。
まず、巻線アッセンブリ２１の周方向に配列された第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの１つ置きの列を挟むように平行なガイド板３６の対をセットする。このようにセットされたガイド板３６の２４対は、放射状に配置され、径方向に移動可能となっている。

ついで、２４個の鉄心ブロック３１が、図３７に示されるように、第１スロット３４ａをガイド板３６の対に挟まれた第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列の径方向外方に位置させるように、周方向に略等角ピッチで配列される。ついで、周方向に配列された鉄心ブロック３１を、同時に径方向内方に移動させる。これにより、図３８に示されるように、ティース３１ｂがガイド板３６を押圧して内径側に移動させつつ、隣り合う第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列間に挿入される。同時に、ガイド板３６の対に挟まれている第１および第２直線部２２ａ，２２ｂの列が第１スロット３４ａ内に挿入される。

そして、周方向に配列された鉄心ブロック３１をさらに内径側に移動させると、第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが隣り合う鉄心ブロック３１の相対するティース３１ｂにより１列に並ぶように移動する。これにより、巻線アッセンブリ２１が縮径し、巻線アッセンブリ２１の最外径に位置する第２直線部２２ｂが鉄心ブロック３１のコアバック部３１ａに当接する。さらに、鉄心ブロック３１をさらに内径側に移動させると、隣り合う鉄心ブロック３１のコアバック部３１ａの周方向の側面同士が突き合わされて、鉄心ブロック３１の径方向内方への移動が阻止される。そして、２４個の鉄心ブロック３１が、コアバック部３１ａの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列し、電機子鉄心３０を構成する。

これにより、巻線アッセンブリ２１が、円環状の電機子鉄心３０に装着される。そして、第１および第２スロット３４ａ，３４ｂ内には、８本の第１および第２直線部２２ａ，２２ｂが、長方形断面の長辺を周方向に向けて、径方向に１列に整列されて収納される。また、隣り合う鉄心ブロック３１の嵌合凸部３２と嵌合凹部３３とが嵌合し、互いに径方向位置を規制している。

この実施の形態５においても、隣り合う鉄心ブロック３１の嵌合凸部３２と嵌合凹部３３とが嵌合し、互いに径方向位置を規制しているので、コアバック部３１ａの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列された鉄心ブロック３１のティース３１ｂの先端面で構成される電機子鉄心１１の内径の真円度が高められ、トルク脈動の発生を抑制できる。

この実施の形態５では、鉄心ブロック３１が、コアバック部３１ａの内周壁面から径方向内方に延設された２つのティース３１ｂを備えているので、鉄心ブロック３１の個数が２４個となり、電機子の組立作業性が高められる。さらに、鉄心ブロック３１の２つのティース３１ｂにより画成される第１スロット３４ａの周方向幅ｄ１を、隣り合う鉄心ブロック３１の相対するティース３１ｂにより画成される第２スロット３４ｂの周方向幅ｄ２より広くしているので、１つの鉄心ブロック３１に２つのティース３１ｂを設けることによる巻線アッセンブリ２１の装着性の悪化を抑制している。

なお、上記各実施の形態では、巻線体２２が接続部のない連続した導体線を螺旋状に巻回して構成されているのとしているが、巻線体は、例えば短尺の導体を連結して作製された導体線を螺旋状に巻回して構成されてもよい。
また、上記各実施の形態では、本願を電動機に適用した場合について説明しているが、本願を発電機に適用しても、同様の効果を奏する。

また、上記各実施の形態では、８極４８スロットの回転電機について説明しているが、極数およびスロット数は、８極４８スロットに限定されないことは言うまでもないことである。また、スロット数が毎極毎相当たり２の割合で形成されているものとしているが、毎極毎相当たりのスロット数は２に限定されず、１でもよく、３以上でもよい。
また、上記各実施の形態では、巻線体が導体線を螺旋状に４ターン巻回して構成されているものとしているが、導体線のターン数は４回に限定されず、２回以上であればよい。

１０ 電機子、１１ 電機子鉄心、１２，１２Ａ，３１ 鉄心ブロック、１２ａ，３１ａ コアバック部、１２ｂ，３１ｂ ティース、１５，３２ 嵌合凸部、１６，３３ 嵌合凹部、１３ スロット、２０，３０ 電機子巻線、２２ 巻線体、２２ａ 第１直線部、２２ｂ 第２直線部、２２ｃ 第１コイルエンド、２２ｄ 第２コイルエンド、２５ 絶縁紙、３４ａ 第１スロット、３４ｂ 第２スロット。

Claims (6)

1. 電機子巻線が円環状の電機子鉄心に装着されて構成される電機子を有する回転電機において、
   上記電機子巻線は、それぞれ、導体線を螺旋状にｍ回（但し、ｍは２以上の自然数）巻回して構成された、各列にｍ本並んで２列に配列された直線部、および列間で該直線部の端部間を連結するコイルエンドを有する複数の巻線体を備え、
   上記複数の巻線体は、それぞれ、２列に配列された上記直線部の各列を上記電機子鉄心の周方向に連続する複数本のティースの両側に位置するスロット対に収納されて、周方向に１スロットピッチで配列され、上記スロットのそれぞれに、２つの上記巻線体の２ｍ本の上記直線部が径方向に１列に配列して収納され、
   上記電機子鉄心は、円弧状のコアバック部、および該コアバック部の内周壁面から径方向内方に延設されたティースを有する複数の鉄心ブロックを、該コアバック部の周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列して構成され、
   嵌合凸部と嵌合凹部との嵌合部が、上記コアバック部の周方向の側面同士の突き合わせ部に形成されて、周方向に隣り合う上記鉄心ブロックの径方向位置を規制していることを特徴とする回転電機。
2. 上記嵌合凸部と上記嵌合凹部との嵌合部が、周方向に隣り合う上記鉄心ブロックの軸方向位置を規制していることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
3. 上記鉄心ブロックは、上記コアバック部の内周壁面から径方向内方に延設された１つの上記ティースを備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機。
4. 上記鉄心ブロックは、上記コアバック部の内周壁面から、周方向に離間して、それぞれ径方向内方に延設された２つの上記ティースを備え、
   上記鉄心ブロックの上記２つのティースにより画成された第１スロットの周方向幅が、周方向に隣り合う上記鉄心ブロックの相対する上記ティースにより画成された第２スロットの周方向幅より大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機。
5. コ字状の絶縁紙が、上記スロットに収納された、最外径位置に位置する上記直線部にコ字状の底部を固着されて、該スロットと該スロットに収納された２ｍ本の上記直線部との間に介装されていることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の回転電機。
6. コ字状の絶縁紙が、周方向に隣り合う上記鉄心ブロックのティースの相対する先端部にコ字状の両側部の先端を固着されて、該スロットと該スロットに収納された２ｍ本の上記直線部との間に介装されていることを特徴とする請求項３記載の回転電機。

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